RU2566677C1 - Device for limiting charge current of load capacitor - Google Patents
Device for limiting charge current of load capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566677C1 RU2566677C1 RU2014149029/07A RU2014149029A RU2566677C1 RU 2566677 C1 RU2566677 C1 RU 2566677C1 RU 2014149029/07 A RU2014149029/07 A RU 2014149029/07A RU 2014149029 A RU2014149029 A RU 2014149029A RU 2566677 C1 RU2566677 C1 RU 2566677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- load capacitor
- control unit
- current
- key
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для ограничения зарядного тока конденсатора, в частности для ограничения зарядного тока конденсатора, подключенного к входу инвертора.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for limiting the charging current of a capacitor, in particular for limiting the charging current of a capacitor connected to an inverter input.
Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 1).A device is known for limiting the charging current of a capacitor (http://electrum-av.com/ru/, Novikov PA. A smooth charge of a capacitance: what to choose? Fig. 1).
Известное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из резистора, подключенного между источником питания и конденсатором нагрузки, реле с замыкающим контактом, подключенным параллельно резистору и системы управления, обеспечивающей срабатывание реле при увеличении напряжения на конденсаторе нагрузки до заданного уровня или по прошествии определенного времени с момента включения.A known device for limiting the charging current of a load capacitor consists of a resistor connected between the power source and the load capacitor, a relay with a make contact, connected in parallel with the resistor, and a control system that enables the relay to operate when the voltage on the load capacitor increases to a predetermined level or after a certain time moment of inclusion.
Недостатки устройства обусловлены тем, что катушка реле в основном режиме работы устройства остается подключенной к сети, что снижает ресурс ее работы и увеличивает вероятность отказа.The disadvantages of the device are due to the fact that the relay coil in the main mode of operation of the device remains connected to the network, which reduces the resource of its operation and increases the likelihood of failure.
Известно устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, наиболее близкое по технической сущности к заявляемому устройству (http://electrum-av.com/ru/, Новиков П.А. Плавный заряд емкости: что выбрать? Рис. 3) - прототип.A device is known for limiting the charging current of a load capacitor, the closest in technical essence to the claimed device (http://electrum-av.com/ru/, Novikov P. A. Smooth charge of a capacitance: what to choose? Fig. 3) is a prototype.
Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки состоит из ключа, силовые выводы которого подключены между первым выводом источником питания и первым выводом конденсатора нагрузки, а второй вывод источника питания подключен ко второму выводу конденсатора нагрузки непосредственно, и блока управления, выход которого подключен к управляющему выводу ключа. При включении источника питания система управления в соответствии с заданным алгоритмом генерирует импульсы управления, что вызывает периодическое замыкание ключа и постепенный заряд конденсатора нагрузки с соответствующим ограничением значения зарядного тока.The device for limiting the charging current of the load capacitor consists of a key, the power terminals of which are connected between the first output of the power source and the first output of the load capacitor, and the second output of the power source is connected to the second output of the load capacitor directly, and a control unit whose output is connected to the control output of the key . When the power source is turned on, the control system generates control pulses in accordance with the specified algorithm, which causes a periodic key short circuit and a gradual charge of the load capacitor with a corresponding limitation of the charging current value.
Недостаток известного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки обусловлен тем, что у него не контролируются импульсные значения тока заряда в интервалах проводимости ключа. Вместе с тем, при сочетании процесса заряда конденсатора нагрузки с возможными случайными изменениями напряжения источника питания в виде выбросов напряжений, ограничение тока заряда будет отличаться от запрограммированного, и амплитуда импульсов тока на отдельных интервалах коммутации может превысить допустимое значение.A disadvantage of the known device for limiting the charging current of the load capacitor is due to the fact that it does not control pulsed values of the charge current in the intervals of the key conductivity. At the same time, when combining the process of charging the load capacitor with possible random changes in the voltage of the power source in the form of voltage spikes, the limitation of the charge current will differ from the programmed one, and the amplitude of the current pulses at individual switching intervals can exceed the permissible value.
В основу заявляемого изобретения поставлена задача устранить указанный недостаток, т.е. ввести ограничение тока заряда, за счет чего повысить надежность устройства, а также дополнительно ввести функцию регулирования выходного напряжения, что позволит расширить область применения данного устройства.The basis of the claimed invention is tasked to eliminate this drawback, i.e. introduce a charge current limitation, thereby increasing the reliability of the device, and also introduce the function of regulating the output voltage, which will expand the scope of this device.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, содержащее источник напряжения постоянного тока, ключ и блок управления, при этом первый вывод источника напряжения постоянного тока соединен с первым выводом ключа, а второй вывод источника напряжения постоянного тока соединен с первой выходной клеммой устройства для подключения конденсатора нагрузки, дополнительно введены устройство задания напряжения, второй блок управления, блок ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки, датчик тока, реактор и диод, при этом выход устройства задания напряжения подключен к первому входу второго блока управления, выход второго блока управления подключен через блок ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки к первому входу блока управления, ключ вторым выводом через реактор подключен к первому выводу датчика тока, который своим выходом соединен со вторым входом блока управления, а вторым выводом соединен со второй выходной клеммой для подключения конденсатора нагрузки и со вторым входом второго блока управления, а между вторым выводом ключа и вторым выводом источника напряжения постоянного тока подключен диод катодом ко второму выводу ключа.The problem is solved in that in a device for limiting the charging current of a load capacitor containing a DC voltage source, a key and a control unit, while the first output of the DC voltage source is connected to the first output of the key, and the second output of the DC voltage source is connected to the first the output terminal of the device for connecting the load capacitor, a voltage setting device, a second control unit, a unit for restricting the set level of the charging current to a load sensor, a current sensor, a reactor and a diode, while the output of the voltage setting device is connected to the first input of the second control unit, the output of the second control unit is connected through the limiting unit of the set charge current level of the load capacitor to the first input of the control unit, the key is connected through the reactor to the second to the first output of the current sensor, which is connected by its output to the second input of the control unit, and the second output is connected to the second output terminal for connecting the load capacitor and to the second the input of the second control unit, and between the second output of the key and the second output of the DC voltage source, a diode is connected by a cathode to the second output of the key.
В заявленном устройстве для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:In the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor, the common essential features for him and for his prototype are:
- источник напряжения постоянного тока;- DC voltage source;
- ключ;- key;
- блок управления;- Control block;
- первый вывод источника напряжения постоянного тока соединен с первым выводом ключа, а второй вывод источника напряжения постоянного тока соединен с первой выходной клеммой устройства для подключения конденсатора нагрузки.- the first terminal of the DC voltage source is connected to the first terminal of the switch, and the second terminal of the DC voltage source is connected to the first output terminal of the device for connecting the load capacitor.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки и его прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:A comparative analysis of the essential features of the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor and its prototype shows that the first, in contrast to the prototype, has the following distinctive features:
- введены устройство задания напряжения и второй блок управления, причем второй блок управления своим первым входом подключен к выходу устройства задания напряжения, а вторым входом подключен ко второй клемме конденсатора нагрузки;- a voltage setting device and a second control unit are introduced, the second control unit having its first input connected to the output of the voltage setting device, and connected to the second terminal of the load capacitor as a second input;
- введен блок ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки, подключенный между выходом второго блока управления и первым входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа;- a block has been introduced to limit a given level of the charging current of the load capacitor, connected between the output of the second control unit and the first input of the control unit, the output of which is connected to the control input of the key;
- введен датчик тока, который своим выходом соединен со вторым входом блока управления, а вторым выводом подключен ко второй клемме конденсатора нагрузки;- a current sensor is introduced, which is connected by its output to the second input of the control unit, and the second output is connected to the second terminal of the load capacitor;
- введен реактор, подключенный между вторым выводом ключа и первым выводом датчика тока;- introduced a reactor connected between the second terminal of the key and the first terminal of the current sensor;
- введен диод, подключенный между вторым выводом ключа и первым выводом источника напряжения постоянного тока катодом ко второму выводу ключа.- introduced a diode connected between the second terminal of the key and the first output of the DC voltage source by the cathode to the second terminal of the key.
Отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи для достижения требуемого технического результата.Distinctive features of the proposed solution perform the following functional tasks to achieve the desired technical result.
Признак: «…введены устройство задания напряжения и второй блок управления, причем второй блок управления своим первым входом подключен к выходу устройства задания напряжения, вторым входом подключен ко второй клемме конденсатора нагрузки, а выходом подключен через блок ограничения уровня зарядного тока конденсатора нагрузки к первому входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа» обеспечивает задание и поддержание уровня напряжения на выходе устройства, а также ограничение зарядного тока конденсатора нагрузки, при этом второй блок управления сравнивает сигнал от устройства задания напряжения с напряжением на конденсаторе нагрузки, формирует сигнал рассогласования, который, поступая на вход блока ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки, преобразуется в нем в соответствии с заданным уровнем ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки и поступает на вход блока управления, который управляет ключом.Symptom: “... a voltage setting device and a second control unit are introduced, and the second control unit with its first input is connected to the output of the voltage setting device, the second input is connected to the second terminal of the load capacitor, and the output is connected through the unit for limiting the charge current level of the load capacitor to the first input control unit, the output of which is connected to the control input of the key ”provides the task and maintenance of the voltage level at the output of the device, as well as limiting the charging current of the capacitor load, while the second control unit compares the signal from the voltage setting device with the voltage on the load capacitor, generates a mismatch signal, which, when fed to the input of the restriction unit of a given level of the charging current of the load capacitor, is converted to it in accordance with a given level of restriction of the charge current of the load capacitor and goes to the input of the control unit, which controls the key.
Признак: «…введен датчик тока, который своим выходом соединен со вторым входом блока управления, а вторым выводом подключен ко второй клемме конденсатора нагрузки» обеспечивает обратную связь по току для поддержания блоком управления заданного уровня ограничения тока заряда конденсатора нагрузки.The sign: “... a current sensor is introduced, which is connected with the second input of the control unit with its output and connected to the second terminal of the load capacitor with the second output” provides current feedback to maintain the control unit at a given level of the charge capacitor charge current limit.
Признаки: «…введен реактор, подключенный между вторым выводом ключа и первым выводом датчика тока, …введен диод, подключенный между вторым выводом ключа и первым выводом источника напряжения постоянного тока катодом ко второму выводу ключа» обеспечивают последовательное приращение напряжения на конденсаторе нагрузки в процессе его заряда с ограничением амплитуды импульса тока в интервале проводимости ключа.Signs: "... a reactor connected between the second key output and the first output of the current sensor is introduced ... a diode connected between the second output of the key and the first output of the DC voltage source by the cathode to the second output of the key is inserted" provide a sequential voltage increment on the load capacitor during it charge with a limitation of the amplitude of the current pulse in the range of conductivity of the key.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Указанные существенные признаки, отличающие заявленное устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки от прототипа, в совокупности с признаками, общими для него и прототипа, обеспечивает достижение заявленного технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. due to this combination of essential features of the invention, it became possible to solve the problem. These essential features that distinguish the claimed device for limiting the charging current of the load capacitor from the prototype, together with the features common to it and the prototype, ensures the achievement of the claimed technical result in all cases to which the scope of legal protection applies.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки, на фиг. 2 - графики изменения напряжения на конденсаторе нагрузки и тока нагрузки, снятые в процессе натурного эксперимента.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a functional diagram of a device for limiting the charging current of a load capacitor; FIG. 2 - graphs of the voltage change across the load capacitor and the load current, taken during the full-scale experiment.
Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки от источника 1 напряжения постоянного тока содержит ключ 2, блок 3 управления, устройство 4 задания напряжения, второй блок 5 управления, блок 6 ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки, датчик 7 тока, реактор 8, диод 9 и клеммы 10, 11 для подключения конденсатора нагрузки, при этом выход устройства 4 задания напряжения подключен к первому входу второго блока 5 управления, выход второго блока 5 управления подключен через блок 6 ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки к первому входу блока 3 управления, выход блока 3 управления подключен к управляющему входу ключа 2, ключ 2 первым своим выводом соединен с первым выводом источника 1 напряжения постоянного тока, а вторым выводом подключен через реактор 8 к первому выводу датчика 7 тока, датчик 7 тока своим выходом подключен ко второму входу блока 3 управления, вторым выводом подключен ко второму входу второго блока 5 управления и к клемме 10, второй вывод источника 1 соединен с клеммой 11, при этом между вторым выводом ключа 2 и вторым выводом источника 1 постоянного тока подключен диод 9 катодом ко второму выводу ключа.A device for limiting the charging current of a load capacitor from a
Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки работает следующим образом.A device for limiting the charging current of a load capacitor operates as follows.
Второй блок 5 управления сравнивает сигнал от устройства 4 задания напряжения с напряжением на конденсаторе нагрузки и формирует сигнал рассогласования, который поступает на вход блока 6 ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки. Блок 6 ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки ограничивает полученный сигнал рассогласования в соответствии с заданным уровнем ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки и передает его на вход блока 3 управления. Блок 3 управления сравнивает полученный сигнал с выхода блока 6 ограничения заданного уровня зарядного тока конденсатора нагрузки с сигналом по току от датчика 7 тока и регулирует скважность управляющих импульсов, поступающих на вход ключа 2 таким образом, чтобы ограничить максимальное значение тока заряда конденсатора нагрузки заданным уровнем. В интервале проводимости ключа ток заряда конденсатора нагрузки протекает от источника 1 постоянного тока через открытый ключ 2 и реактор 8, что вызывает приращение напряжения на конденсаторе нагрузки при ограничении импульса тока заряда допустимым значением за счет индуктивности реактора 8. В интервале паузы ключа энергия реактора разряжается через конденсатор нагрузки и диод 9. С каждым последующим импульсом управления напряжение на конденсаторе нагрузки увеличивается, что вызывает уменьшение сигнала рассогласования на выходе второго блока 5 управления и, соответственно, на входе блока 3 управления. В итоге, уменьшается длительность интервала проводимости ключа 2 и выходное напряжение на конденсаторе нагрузки устанавливается равным заданному.The
На фиг. 2 представлен фрагмент снимка экрана осциллографа, на котором показан переходной процесс подключения устройства к источнику 1 напряжения постоянного тока 300 В, где 1 - график изменения напряжения на конденсаторе нагрузки, 2 - график тока нагрузки от времени, t0 - начало переходного процесса, tк - окончание переходного процесса. На интервале t0-tк ток заряда конденсатора нагрузки поддерживается практически постоянным в соответствии с заданным уровнем ограничения и равен примерно 4 А. После момента tк ток определяется нагрузкой, подключенной параллельно конденсатору нагрузки в этом эксперименте. При установившемся напряжении 170 В, определяемом устройством 4 задания напряжения, и сопротивлении нагрузки 120 Ом, подключенном параллельно конденсатору нагрузки к клеммам 10, 11, значение установившегося тока равно 1,7 А.In FIG. 2 is a fragment of a screenshot of the oscilloscope, which shows the transient process of connecting the device to a 300 V
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149029/07A RU2566677C1 (en) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | Device for limiting charge current of load capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149029/07A RU2566677C1 (en) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | Device for limiting charge current of load capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2566677C1 true RU2566677C1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014149029/07A RU2566677C1 (en) | 2014-12-04 | 2014-12-04 | Device for limiting charge current of load capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566677C1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29510986U1 (en) * | 1994-08-03 | 1995-08-31 | Siemens AG, 80333 München | Circuit arrangement |
GB2298531A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-04 | Motorola Ltd | Voltage follower circuit providing filtered output voltage |
US6538906B1 (en) * | 2002-02-11 | 2003-03-25 | Delta Electronics, Inc. | Energy storage circuit for DC-DC converter |
RU2289879C1 (en) * | 2005-07-06 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" | Inverter with overcurrent protected input |
WO2008067321A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Universal Supercapacitors Llc | Method of charging double electric layer electrochemical capacitors |
RU2357358C1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method of charging capacitive electrical energy accumulator and device to this end |
RU2453966C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ДЕЛЬТА" | Method of electric energy storage condenser charging and related charging device (versions) |
JP2014150592A (en) * | 2011-05-25 | 2014-08-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method of battery with natural energy output |
-
2014
- 2014-12-04 RU RU2014149029/07A patent/RU2566677C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29510986U1 (en) * | 1994-08-03 | 1995-08-31 | Siemens AG, 80333 München | Circuit arrangement |
GB2298531A (en) * | 1995-02-22 | 1996-09-04 | Motorola Ltd | Voltage follower circuit providing filtered output voltage |
US6538906B1 (en) * | 2002-02-11 | 2003-03-25 | Delta Electronics, Inc. | Energy storage circuit for DC-DC converter |
RU2289879C1 (en) * | 2005-07-06 | 2006-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" | Inverter with overcurrent protected input |
WO2008067321A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Universal Supercapacitors Llc | Method of charging double electric layer electrochemical capacitors |
RU2474027C2 (en) * | 2006-11-27 | 2013-01-27 | ЮНИВЕРСАЛ СУПЕРКАПАСИТОРЗ ЭлЭлСи | Method to charge electrochemical capacitors with double electric layer |
RU2357358C1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского | Method of charging capacitive electrical energy accumulator and device to this end |
RU2453966C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ДЕЛЬТА" | Method of electric energy storage condenser charging and related charging device (versions) |
JP2014150592A (en) * | 2011-05-25 | 2014-08-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Charging method of battery with natural energy output |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9746513B2 (en) | Circuit arrangement with a thyristor circuit, as well as a method for testing the thyristor circuit | |
US20150207401A1 (en) | Switched capacitor dc-dc converter with reduced in-rush current and fault protection | |
KR20170012378A (en) | Field-effect transistor and associated fault detection device | |
US8767357B2 (en) | Overvoltage protection system for power system with multiple parallel-connected switching power supplies | |
US9729043B2 (en) | Power conversion apparatus and protection method thereof while feedback current signal being abnormal | |
US9923557B2 (en) | Switching circuit and power conversion circuit | |
JP2012195937A5 (en) | ||
CN106572554B (en) | With the electronic controller to Unknown worm and the automatic adjustment of load voltage | |
RU2564137C1 (en) | Device for limiting charge current of load capacitor | |
US10444775B2 (en) | Apparatus for producing unvarying direct load current | |
RU2566677C1 (en) | Device for limiting charge current of load capacitor | |
JPWO2018150789A1 (en) | Switch circuit | |
KR102220899B1 (en) | Gate Driver and Driving Method Thereof | |
JP6415252B2 (en) | Frequency detector | |
RU2672669C2 (en) | Device for obtaining direct current in load supply circuit (versions) | |
US7391242B1 (en) | Sawtooth waveform generator | |
RU2588051C1 (en) | Device for limiting charge current of load capacitor | |
JP2016178812A5 (en) | ||
WO2013052203A1 (en) | A reset generator | |
RU2604883C1 (en) | Load capacitor charge current limiting device at connection to ac network | |
RU2595614C1 (en) | Variable amplitude pulse generator | |
RU2610924C1 (en) | Load capacitor charging current limiting device at connection to ac network | |
CN103828205B (en) | For controlling the power supply of power switch | |
US8872378B2 (en) | Method for operating a control circuit, particularly for use in a motor vehicle | |
EP3139482B1 (en) | Pfc circuit and method for operating a pfc circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201205 |